Passive Bauelemente

Nicht magnetische Komponenten für die Medizintechnik

| Redakteur: Thomas Kuther

Für den Einsatz in MRT-Scannern geeignet: Nicht magnetische Komponenten wie MLCCs, MLCCs mit bandförmigen Anschlüssen und Hochleistungs-MLCCs von Knowles.
Für den Einsatz in MRT-Scannern geeignet: Nicht magnetische Komponenten wie MLCCs, MLCCs mit bandförmigen Anschlüssen und Hochleistungs-MLCCs von Knowles. (Bild: Knowles)

In Magnetresonanztomographie-Scannern herrschen enorm starke Magnetfelder. Deshalb dürfen die dort eingesetzten elektronischen Komponenten wie Kondensatoren nicht magnetisch sein.

Bildgebungssysteme stellen den größten und dynamischsten Sektor der Medizinelektronikindustrie dar. In dem großen Spektrum von Bildgebungsmodalitäten, die sich in ständiger Entwicklung befinden, sind Magnetresonanztomographie (MRT)-Scanner eine der wichtigsten Technologien. MRT-Geräte setzen ein leistungsstarkes Magnetfeld ein, um ein Bild zu erzeugen, und ermöglichen Ärzten so bildliche Darstellungen der Bedingungen in Organgen, Gelenken und in anderen Geweben zu schaffen.

Das Magnetfeld im Tunnel eines MRT-Scanners muss bis auf millionste Teile einheitlich sein. Die Auflösung hängt von der Stärke des Magnetfelds ab, das unbeabsichtigt durch magnetische Komponenten im Innern des Scannertunnels und auch in Zusatzgeräten erhöht werden kann. Aus diesen Gründen ist es obligatorisch, dass Komponenten im MRT-Scanner und seiner Umgebung nicht magnetisch sind.

Die Marken Syfer und Voltronics von Knowles Capacitors unterstützen die MRT-Industrie mit einem großen Spektrum nicht magnetischer Komponenten einschließlich von MLCC (Multilayer Ceramic Capacitors, keramische Vielschichtkondensatoren), MLCC mit bandförmigen Anschlüssen (ribbon leaded) und Hochleistungs-MLCC. Die Stärke des Magnetismus wird durch die Verwendung von Spezialmaterialien und eine strikte Überwachung der Lieferkette kontrolliert, um zu gewährleisten, dass die Leistung auch bei modernsten Tesla-Werten erhalten bleibt.

Oberflächenmontierte MLCC werden in der Elektronikbranche umfassend eingesetzt und typischerweise mit einer Nickelsperrschicht geliefert. Diese besteht aus einer Silberbasisschicht, die mit Nickel beschichtet ist, was für Widerstandsfähigkeit gegen das Durchsickern von Lötmaterial sorgt. Eine plattierte Oberschicht aus reinem Zinn oder Zinn/Blei wird verwendet, um den Nickel vor Oxidation zu schützen und eine gebrauchsfähige lötfähige Oberfläche zu erhalten.

Nickel hat jedoch magnetische Eigenschaften, die es ungeeignet für MRT-Anwendungen machen. Bei den hohen Feldstärken von Geräten dieser Art ist eine sorgfältige Auswahl des dielektrischen Materials (in diesem Fall Keramik) ebenfalls entscheidend, da Spurenelemente magnetischen Materials (Ni, Fe usw.) zusammen mit Neodym-basierter Keramik vorhanden sein können.

Die Industrielösung für ein nicht magnetisches Anschlussmaterial bestand in der Vergangenheit aus Silber/Palladium (Ag/Pd). Die Widerstandsfähigkeit gegen Durchsickern des Lötmateriels dieses Anschlusstyps ist derjenigen der Nickelschicht jedoch unterlegen. Diese Option erfordert daher die Verwendung von Loten mit niedrigem Schmelzpunkt (typischerweise auf Bleibasis), die mit einer kleinen Menge Silber dotiert sind, um zu verhindern, dass das Silber aus dem Anschluss sickert.

Um den Bedarf des wachsenden Medizinmarkts nach nicht magnetischen Komponenten zu erfüllen und die Kompatibilität mit den RoHS-konformen Lötverfahren zu gewährleisten, hat Knowles Capacitors ein „magnetfreies“ Sortiment aus MLCC-Produkten entwickelt. Die Geräte werden mit ausgewählten nicht magnetischen C0G/NP0-, High Q- und X7R-Dielektrika und einer nicht magnetischen plattierten Kupfersperrschicht hergestellt. Sie sind außerdem mit bandförmigen Anschlüssen in der Form symmetrischer Streifenleitungen erhältlich.

Trimmer-Kondensatoren von Voltronics erfüllen ebenfalls die strengen nicht magnetischen Anforderungen der MRT- und NMR-Branchen. Eine sorgfältige Auswahl der Rohmaterialien (Standardmaterialien enthalten häufig Spuren von Eisen aus recycelten Spänen) stellt sicher, dass diese Teile in Bereichen mit hohen Feldstärken verwendet werden können, ohne Leistung oder Bildqualität zu beeinträchtigen.

Voltronics ist ein Spezialist für Hochspannungs-Hochleistungs-Multiturn-Trimmer mit internen HF-Testkapazitäten, die den Nachweis der Leistung bei industrieüblichen Frequenzen und Leistungsstärken erlauben. Um diese Kapazität weiter zu erhöhen, sind Abstimmbereiche von bis zu 100 pF und Spannungen von bis zu 20 kVDC und Q-Faktoren über 2000 mit in der Entwicklung befindlichen Technologien verfügbar. Voltronics besitzt mehrere Jahrzehnte Erfahrung mit Materialwissen im Dienst der Industrie und kann außerdem gängige Komponenten wie Schrauben, Muttern und Bolzen mit den gleichen nicht magnetischen Eigenschaften wie unsere Trimmer liefern.

Nach Unterlagen von Knowles

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